Exploration and elucidation of band electrons at 1000 T

• Project Area: 1000-Tesla Chemical Catastrophe : Science of Chemical Bonding under Non-perturbative Magnetic Fields
• Project/Area Number: 23H04862
• Research Category: Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Transformative Research Areas, Section (II)
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 徳永 将史 東京大学, 物性研究所, 教授 (50300885)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伏屋 雄紀 神戸大学, 理学研究科, 教授 (00377954) ; 酒井 英明 大阪大学, 大学院理学研究科, 准教授 (20534598) ; 秋葉 和人 岩手大学, 理工学部, 准教授 (60824026) ; 瀬尾 優太 東京大学, 生産技術研究所, 特任助教 (90963562)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥171,210,000 (Direct Cost: ¥131,700,000、Indirect Cost: ¥39,510,000); Fiscal Year 2025: ¥22,490,000 (Direct Cost: ¥17,300,000、Indirect Cost: ¥5,190,000); Fiscal Year 2024: ¥33,800,000 (Direct Cost: ¥26,000,000、Indirect Cost: ¥7,800,000); Fiscal Year 2023: ¥68,640,000 (Direct Cost: ¥52,800,000、Indirect Cost: ¥15,840,000)
• Keywords: 強磁場 / 量子極限 / 構造相転移 / 反磁性 / 原子層物質 / カタストロフィー / 強磁場物性 / ディラック電子 / 相転移

Outline of Research at the Start

金属や半導体の理解の基本となってきたバンド理論は、極限的な強磁場下では破綻することが予想されるが、それが実際にどのような形で起こるかは未解明の問題である。この問題に対して、電子相関効果、反磁性効果、常磁性効果の三つの観点からバンド描像が破れると期待される対象物質を選定している。それらの物質に強磁場を印加した時の電子状態の変化および結晶構造の変化を様々な実験手法を駆使して研究する。期待される現象の物理的本質を解明するため対象物質はバンド理論の範囲ではシンプルに理解されている系を選んでおり、化学的または物理的圧力によって系の電子状態を緻密に調律しながら現象の根源的理解を目指す。